螺紋精度與檢測

螺紋精度與檢測第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

螺紋加工產(chǎn)生的誤差不可避免，誤差過大將直接影響螺紋的正常聯(lián)接與互換性，誤差過小使得螺紋加工成本上升。分析導(dǎo)致誤差的因素和實現(xiàn)互換的條件，并對誤差加以規(guī)范與限制，是設(shè)計人員必須考慮的問題。本章介紹影響螺紋互換性的因素和實現(xiàn)互換的條件，介紹螺紋公差與配合的國家標(biāo)準(zhǔn)及選用，并對螺紋檢測作簡單介紹。第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第1節(jié)螺紋的基礎(chǔ)知識1．螺紋的種類見表10-1

根據(jù)用途，可分為聯(lián)接螺紋和傳動螺紋。

根據(jù)基本牙型，可分為三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋等。

第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．螺紋的主要幾何參數(shù)在螺紋軸切面內(nèi)，按規(guī)定的削平高度截去原始三角形的頂、底部形成螺紋牙型稱為基本牙型，尺寸稱為公稱尺寸。圖10-1第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

螺紋的主要參數(shù)有：牙型、公稱直徑、螺距、線數(shù)和旋向等。具體定義及代號見表10-2圖10-1

普通螺紋的公稱尺寸

第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

螺表10-2普通螺紋的基本幾何參數(shù)第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖10-3單一中徑

圖10-2螺紋旋合長度

第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

3．普通螺紋的標(biāo)記完整標(biāo)記：由3部分組成，各部分間用“—”隔開：螺紋代號：牙型代號公稱直徑×螺距（導(dǎo)程）旋向螺紋公差代號：中、頂徑公差帶代號旋合長度：旋合長度代號

●

在零件圖上標(biāo)注在大徑引出的尺寸線上第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

●

裝配圖上，公差帶代號用斜線分開，分子為內(nèi)螺紋、分母為外螺紋公差帶代號第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

第2節(jié)影響螺紋互換性的因素

及中徑合格性判斷條件1．影響螺紋互換性的因素

保證螺紋互換性的基本要求是：螺紋應(yīng)具有良好的可旋合性和聯(lián)接的可靠性。

影響螺紋互換性的因素有：螺紋的大徑、中徑、小徑、螺距和牙型半角等處的誤差?！邇?nèi)、外螺紋在中徑處旋合，而大徑和小徑處留有間隙一般不會影響配合性質(zhì)∴影響螺紋互換性的主要因素是：中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差。

第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月●

中徑誤差：指實際中徑與理論中徑之差。若內(nèi)螺紋中徑過小、外螺紋中徑過大，影響旋合性；反之，將影響聯(lián)接強度。

●

螺距誤差：指實際螺距與理論螺距之差，包括螺距單個誤差和螺距累積誤差P∑。

P∑與旋合長度有關(guān)，是主要影響因素，會導(dǎo)致內(nèi)外螺紋在旋合時發(fā)生干涉。螺距誤差的中徑當(dāng)量fp：fp=1.732|P∑|(mm)（10-1）

假設(shè)中徑及牙型角均無誤差，內(nèi)螺紋是理想牙型。外螺紋出現(xiàn)累積誤差P∑

產(chǎn)生干涉無法旋合，相當(dāng)于外螺紋中徑增大。為使產(chǎn)生螺距累積誤差的外螺紋旋入理想的內(nèi)螺紋，應(yīng)把外螺紋中徑減少一個fp數(shù)值。推導(dǎo)見P211★內(nèi)容第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月●

牙型半角誤差：指實際牙型半角與理論牙型半角之差。如果牙型半角產(chǎn)生誤差，內(nèi)外螺紋旋合時就會發(fā)生干涉。半角誤差的中徑當(dāng)量f/2

f/2=0.073P

(μm)（10-2）

式中：P為螺距（mm），Δ為左半角誤差（′），Δ為右半角誤差（′）；K1、K2為系數(shù)，如表10-4所示。假設(shè)中徑及牙型角均無誤差，內(nèi)螺紋是理想牙型。外螺紋產(chǎn)生半角誤差使產(chǎn)生干涉無法旋合，相當(dāng)于外螺紋中徑增大為使產(chǎn)生半角誤差的外螺紋旋入理想的內(nèi)螺紋，應(yīng)把外螺紋中徑減少一個f/2數(shù)值。

推導(dǎo)見P211★內(nèi)容

第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．作用中徑（D2作用、d2作用）

指在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實際螺紋的一個假想螺紋的中徑。是在螺距誤差、牙型半角誤差綜合影響下形成的實際中徑，是螺紋旋合時起作用的中徑。

●假設(shè)內(nèi)螺紋為理想牙型，當(dāng)產(chǎn)生了螺距誤差、牙型半角誤差的外螺紋與其旋合時，使旋合變緊，其效果好像是外螺紋增大了。這個增大的中徑就是與內(nèi)螺紋旋合時起作用的中徑，它等于外螺紋的單一中徑與螺距、牙型半角誤差在中徑上的當(dāng)量之和，即

d2作用

=

d2單一

+

(fp+f/2)

(mm)（10-3）

第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

●

同理，假設(shè)外螺紋為理想牙型，當(dāng)與產(chǎn)生螺距誤差、牙型半角誤差的內(nèi)螺紋旋合時，使旋合也變緊，其效果好像是內(nèi)螺紋減小了。減小的中徑就是與外螺紋旋合時起作用的中徑。它等于內(nèi)螺紋的單一中徑與螺距、牙型半角誤差在中徑上的當(dāng)量之差，即

D2作用

=D2單一?(fp+f/2)

(mm)（10-4）

●顯然，為了使內(nèi)、外螺紋能夠自由旋合，應(yīng)保證D2作用≥d2作用第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例10-1:已知某螺紋M24×2—6g，加工后測得

實際中徑

d2a=22.521，

螺距累積誤差ΔP∑=+0.05

牙型半角誤差試求其作用中徑。解：見P204

第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3．中徑合格性判斷條件

國標(biāo)規(guī)定了內(nèi)外螺紋的中徑公差TD2、Td2

，綜合控制實際中徑、螺距誤差、牙型半角誤差的綜合作用。中徑公差值見表10-6

從保證螺紋聯(lián)接的可靠性出發(fā)，螺紋中徑的合格性條件應(yīng)遵循泰勒原則（包容要求）：螺紋的作用中徑不能超越最大實體中徑，任意位置的實際中徑（單一中徑）不能超越最小實體中徑。

第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

對外螺紋，應(yīng)滿足：

d2作用≤d2max

d2單一≥d2min（10-5）對內(nèi)螺紋，應(yīng)滿足：

D2作用≥D2min

D2單一≤D2max（10-6）

圖10-4合格性條件示意圖

第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

第3節(jié)螺紋的公差帶

螺紋公差帶由公差等級（大?。?/p>

基本偏差（位置）決定。以基本牙型輪廓為零線，沿牙側(cè)、牙頂、牙底分布，中、頂徑偏差在垂直于螺紋軸線的方向計量。1．螺紋的公差等級國標(biāo)規(guī)定螺紋中徑、頂徑的公差等級見表10-5各級公差值見表10-6、10-7第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

螺紋的基本偏差：指公差帶兩極限偏差中靠近零線的那個偏差，它確定了公差帶相對基本牙型的位置。由于螺紋聯(lián)接的配合性質(zhì)只能是間隙配合，故

內(nèi)螺紋的基本偏差是下偏差（EI）

外螺紋的基本偏差是上偏差（es）國標(biāo)規(guī)定：

內(nèi)螺紋2種，代號為G、H

外螺紋4種，代號為e、f、g、h

見圖10-5（a）、（b）（c）、（d）普通螺紋的基本偏差值見表10-7第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（

圖10-5內(nèi)、外螺紋的基本偏差

第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例10-2：（查表練習(xí)）求出M20—6H/5g6g普通內(nèi)外螺紋的中徑、大徑和小徑的基本尺寸，極限偏差和極限尺寸。解：見P206

第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

3．螺紋的旋合長度公差等級一定時，旋合長度越長加工時產(chǎn)生的螺距累積誤差和牙型半角誤差越大，精度越低。因此螺紋精度與螺紋的旋合長度有關(guān)。國標(biāo)規(guī)定了長、中、短3種旋合長度，分別用代號L、N、S表示。數(shù)值見表10-8

一般情況下選用中等旋合長度N，只有當(dāng)結(jié)構(gòu)或強度上需要時，才用短旋合長度S或長旋合長度L第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例10-3

：已知螺紋尺寸M24×2—6g，測得實際大徑d=23.850，試判斷螺紋中徑、頂徑是否合格并查出所需旋合長度的范圍。（單位：mm）

解：見P207

第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖10-6例10-3螺紋中徑、頂徑合格性判斷第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

4．螺紋的配合精度等級及應(yīng)用根據(jù)螺紋連接的要求，國標(biāo)按螺紋的公差等級和旋合長度對螺紋規(guī)定了3種配合精度等級，分別為精密級、中等級及粗糙級。同一精度等級，旋合長度增加，公差等級相應(yīng)降低。應(yīng)用范圍如下：

●

精密級：用于精密連接螺紋，要求配合性質(zhì)穩(wěn)定、配合間隙變動較小、需要保證一定定心精度的螺紋連接，如飛機零件上螺紋可用內(nèi)螺紋4H、5H與外螺紋4h相配合；

●

中等級：用于一般的螺紋連接；

●

粗糙級：用于對精度要求不高或制造較困難的螺紋連接，如深盲孔攻絲或熱軋棒上的螺紋。第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

5．螺紋配合的選用

為減少刀具、量具規(guī)格及數(shù)量，提高經(jīng)濟效益國標(biāo)規(guī)定內(nèi)螺紋11個選用公差帶

外螺紋13個選用公差帶

見表10-9、10-10選用范圍如下：

●

間隙為零的配合H/h：用于內(nèi)外螺紋具有較高的同軸度并有足夠的接觸高度和結(jié)合強度的場合。

●

較小間隙的配合H/g或G/h：用于要保證間隙，需要拆卸方便的螺紋。

●

小間隙配合H、G與e、f、g：①用于需要鍍層的螺紋，②用于高溫條件下工作的螺紋。第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第4節(jié)螺紋精度檢測

螺紋的檢測方法可分為綜合檢測和單項檢測兩類。1．綜合檢測是同時測量螺紋多個參數(shù)的方法。如用螺紋量規(guī)檢驗加工的螺紋是否合格。螺紋量規(guī)分塞規(guī)和環(huán)規(guī)

塞規(guī)用于檢驗內(nèi)螺紋

環(huán)規(guī)（或卡規(guī)）用于檢驗外螺紋

圖10-7螺紋量規(guī)

第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1）螺紋量規(guī)上分出通端和止端●通端用來檢驗螺紋的作用中徑(同時控制底徑)，控制其不得超出最大實體牙型中徑。具有完整牙型(螺紋長度＞旋合長度80%以上)

。

檢測時能與被測螺紋自由旋合，表示工件作用中徑未超出最大實體牙型?！?/p>

止端用來檢驗螺紋的實際中徑，控制其不得超出最小牙型中徑。

做成短牙型(螺紋長度只有2～3.5牙，為消除螺距誤差和牙型半角誤差的影響)。第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2）用光滑極限量規(guī)檢驗螺紋頂徑

內(nèi)螺紋小徑